JP6327093B2 - Dehumidifier - Google Patents
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Description
本発明は、効率的な運転を行うことができる除湿機に関する。 The present invention relates to a dehumidifier capable of performing efficient operation.
従来の空調機では、圧縮機が回転するためのトルク等から計算したd軸電流により圧縮機を駆動していた(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional air conditioner, the compressor is driven by a d-axis current calculated from torque or the like for rotating the compressor (see, for example, Patent Document 1).
しかし、トルク優先の運転を行っていたため、消費電力が高く運転効率が悪いという問題があった。 However, since torque-priority driving was performed, there was a problem that power consumption was high and driving efficiency was poor.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は効率的な運転を行うことができる除湿機を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a dehumidifier capable of performing an efficient operation.
本発明に係る除湿機は、除湿機筐体と、前記除湿機筐体内に室内空気を吸い込んで乾燥空気を排出する気流を発生させる送風機と、冷媒を圧縮する圧縮機を有し、前記冷媒を用いて前記室内空気に含まれる水分を除去して前記乾燥空気を生成する除湿部と、前記室内空気の湿度を検出する湿度センサと、前記室内空気の温度を検出する温度センサと、前記送風機と前記除湿部を制御する制御部とを備え、前記圧縮器の回転子の磁束方向成分の励磁電流成分がd軸電流であり、前記制御部は、設定条件に基づいて運転ランクを決定し、決定した前記運転ランクに対応する圧縮機周波数指令値と送風機回転数指令値を出力する運転ランク決定部と、前記送風機の回転数が前記送風機回転数指令値を満たすように前記送風機を駆動する送風機駆動部と、前記室内空気の湿度、前記室内空気の温度、前記圧縮機の運転周波数、及び前記送風機の回転数の数値範囲とそれらの数値範囲において前記圧縮機の運転効率が最も高くなるd軸電流の値が記述されたテーブルと、前記湿度センサによる検出湿度、前記温度センサによる検出温度、前記圧縮機周波数指令値、及び前記送風機回転数指令値に対応するd軸電流の値を前記テーブルから読み出してd軸電流指令値として出力するd軸電流決定部と、前記d軸電流が前記d軸電流指令値を満たしつつ、前記圧縮機の運転周波数が前記圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を前記圧縮機に供給する圧縮機駆動部とを備えることを特徴とする。 A dehumidifier according to the present invention includes a dehumidifier housing, a blower that generates an air flow that sucks indoor air into the dehumidifier housing and discharges dry air, and a compressor that compresses the refrigerant. A dehumidifying unit that removes moisture contained in the room air and generates the dry air, a humidity sensor that detects the humidity of the room air, a temperature sensor that detects the temperature of the room air, and the blower. A control unit that controls the dehumidifying unit, the excitation current component of the magnetic flux direction component of the rotor of the compressor is a d-axis current, and the control unit determines an operation rank based on a set condition, and determines An operation rank determination unit that outputs a compressor frequency command value and a blower rotation speed command value corresponding to the operation rank, and a blower drive that drives the blower so that the rotation speed of the blower satisfies the blower rotation speed command value Part , The humidity of the indoor air, the temperature of the indoor air, the operating frequency of the compressor, and the numerical range of the rotational speed of the blower and the value of the d-axis current that maximizes the operating efficiency of the compressor in those numerical ranges And a d-axis current value corresponding to the detected humidity by the humidity sensor, the detected temperature by the temperature sensor, the compressor frequency command value, and the blower rotation speed command value from the table. A d-axis current determining unit that outputs the shaft current command value, and a three-phase current that satisfies the d-axis current command value and the compressor operating frequency satisfies the compressor frequency command value. And a compressor driving unit that supplies the compressor.
本発明では、室内空気の湿度、室内空気の温度、圧縮機の運転周波数、及び送風機の回転数の数値範囲とそれらの数値範囲において前記圧縮機の運転効率が最も高くなるd軸電流の値が記述されたテーブルを設けている。そして、その時点での条件に対応するd軸電流の値をテーブルから読み出して、d軸電流がこの値を満たしつつ、圧縮機の運転周波数が圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を圧縮機に供給する。これにより効率的な運転を行うことができる。 In the present invention, the numerical value ranges of the humidity of the indoor air, the temperature of the indoor air, the operating frequency of the compressor, and the rotational speed of the blower, and the d-axis current value at which the operating efficiency of the compressor is highest in those numerical ranges. A described table is provided. Then, the value of the d-axis current corresponding to the condition at that time is read from the table, and a three-phase current that satisfies the compressor frequency command value while the d-axis current satisfies this value is obtained. Supply to the compressor. Thereby, an efficient driving | operation can be performed.
本発明の実施の形態に係る除湿機について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A dehumidifier according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る除湿機を示す断面図である。図2は本発明の実施の形態に係る除湿機を示すブロック図である。除湿機筐体1は自立可能に構成されている。送風機2は、吸込口3から除湿機筐体1内に室内空気Aを吸い込んで、排気口4から室内に乾燥空気Bを排出する気流を発生させる。送風機2は送風ファンとそれを回転させるファンモーターを有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a dehumidifier according to
除湿部5は、冷媒を用いて室内空気Aに含まれる水分を除去して乾燥空気Bを生成する。貯水タンク6は、除湿機筐体1に着脱可能に取り付けられ、室内空気Aから除去された水分を溜める。
The dehumidifying
除湿機筐体1の上面に操作部7が設けられている。操作部7は、除湿機の電源スイッチと、運転モードを選択する選択部と、使用者が所望の設定湿度を入力する入力部とを有する。湿度センサ8、温度センサ9、及び制御部10が除湿機筐体1内に設けられている。湿度センサ8は室内空気Aの湿度を検出し、温度センサ9は室内空気Aの温度を検出する。制御部10は、操作部7の電源スイッチがONになり、運転モードとして除湿モードが選択されたことを検知すると、室内空気の湿度が設定湿度になるように送風機2と除湿部5を制御する。
An
図3は本発明の実施の形態1に係る除湿部を示す斜視図である。図4は本発明の実施の形態1に係る除湿部を示すブロック図である。圧縮機11、凝縮器12、減圧装置13及び蒸発器14が配管によって順に接続されて冷媒回路を構成している。圧縮機11が駆動されることにより冷媒が冷媒回路内を循環する。具体的には、まず圧縮機11が冷媒を圧縮する。次に、圧縮機11で圧縮された冷媒を凝縮器12が冷却する。次に、凝縮器12で冷却された冷媒を減圧装置13が減圧膨張させる。次に、蒸発器14が、減圧装置13で減圧膨張された冷媒への吸熱を行うことで室内空気Aに含まれる水分を結露させて除去する。なお、減圧装置13はここではキャピラリーチューブであるが、これに限らず他の減圧装置でもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing the dehumidifying unit according to
図5は本発明の実施の形態1に係る制御部を示すブロック図である。運転ランク決定部15は、運転モードとして除湿モードが選択されたことを検知すると、設定湿度、湿度センサ8による検出湿度、及び温度センサ9による検出温度などの設定条件に基づいて運転ランクを決定する。そして、運転ランク決定部15は、決定した運転ランクに対応する圧縮機周波数指令値と送風機回転数指令値を出力する。送風機駆動部16は、送風機2の回転数が送風機回転数指令値を満たすように送風機2を駆動する。
FIG. 5 is a block diagram showing the control unit according to
ここで、圧縮機周波数指令値は目標とする圧縮機11の運転周波数(Hz)であり、送風機回転数指令値は目標とする送風機2の回転数(rpm)である。運転ランクごとに圧縮機周波数指令値及び送風機回転数指令値が定められており、運転ランクが高くなるほどそれに対応する圧縮機周波数指令値及び送風機回転数指令値も大きくなる。そして、圧縮機11の運転周波数が大きく、送風機2の回転数が大きいほど、除湿機の除湿能力が高くなる。以下の表1に、運転ランクとそれに対応する圧縮機周波数指令値及び送風機回転数指令値の一例を示す。
Here, the compressor frequency command value is the target operating frequency (Hz) of the
テーブル17には、室内空気の湿度、室内空気の温度、圧縮機11の運転周波数、及び送風機2の回転数の数値範囲とそれらの数値範囲において前記圧縮機の運転効率が最も高くなるd軸電流の値が記述されている。ここで、圧縮器11の回転子の磁束方向成分の励磁電流成分がd軸電流であり、励磁電流成分から90度位相の進んだトルク電流成分がq軸電流である。
In the table 17, the humidity of the room air, the temperature of the room air, the operating frequency of the
除湿部の冷媒回路内の冷媒の圧力、即ち圧縮機の運転負荷は室内空気の湿度、室内空気の温度、及び送風機の送風量により変化するため、それらの数値範囲ごとに圧縮機の運転負荷を予測し、適切なd軸電流の値をテーブル17に記述している。d軸電流が小さければ圧縮機11の消費電力は小さくなるが、冷媒回路内の冷媒の圧力に対してd軸電流が不足するとd軸電圧が不足し、圧縮機11のモータの相電流が増加して過電流となる。この結果、安全装置が起動して除湿機の動作が停止してしまう。従って、テーブル17で設定されたd軸電流の値は、各条件においてd軸電流が不足せず、かつ圧縮機11の消費電力が最も少なくなるような値である。
Since the refrigerant pressure in the refrigerant circuit of the dehumidifying section, that is, the operating load of the compressor, varies depending on the humidity of the indoor air, the temperature of the indoor air, and the amount of air blown by the blower, Predicted and appropriate d-axis current values are described in Table 17. If the d-axis current is small, the power consumption of the
以下の表2はテーブル17の一例である。ただし、運転ランクごとに圧縮機11の運転周波数と送風機2の回転数がセットで決まっているため、以下の表では送風機2の回転数は省略している。
Table 2 below is an example of the table 17. However, since the operation frequency of the
d軸電流決定部18は、湿度センサ8による検出湿度、温度センサ9による検出温度、圧縮機周波数指令値、及び送風機回転数指令値に対応するd軸電流の値をテーブル17から読み出してd軸電流指令値として出力する。圧縮機駆動部19は、d軸電流がd軸電流指令値を満たしつつ、圧縮機11の運転周波数が圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を圧縮機11に供給する。
The d-axis
d軸電流の更新間隔は例えば1秒毎である。ただし、圧縮機11による冷媒の圧力の変化には時間がかかるため、変化時間を考慮してd軸電流を変化させる必要がある。そこで、d軸電流決定部18は、圧縮機周波数指令値が上がった場合はすぐにd軸電流指令値を上げるが、圧縮機周波数指令値が下がった場合は一定の時間(例えば3分間)だけ遅延させてからd軸電流指令値を下げる。また、d軸電流決定部18は、起動時には、検出湿度、検出温度、圧縮機周波数指令値、及び送風機回転数指令値に関わらず、予め決められた値のd軸電流指令値を出力する。これらの遅延時間や起動時の動作時間は計時部20により計時する。
The d-axis current update interval is, for example, every second. However, since it takes time to change the refrigerant pressure by the
図6は本発明の実施の形態1に係る圧縮機駆動部を示すブロック図である。この圧縮機駆動部19の構成は汎用的なインバータ装置の制御手法として用いられるものであり、制御軸(γ−δ軸)上の磁束を一定に保つように制御する一次磁束制御の例を示したものである。一般的なベクトル制御においては、3相電流をd軸電流とq軸電流のd−q座標に変換する。ただし、ここで示した一次磁束制御では正確な回転子位置を検出していないため、d−q座標が正確に得られない。このため、推定したd−q座標として制御上の座標系としてγ−δ座標を用いる。
FIG. 6 is a block diagram showing the compressor drive unit according to
積分器21は、一次角周波数ω1を積分して電気角位相θmを得る。第1の座標変換部22は、電気角位相θmを用いて3相電流のうち2相Iu,Ivをγ軸電流Iγとδ軸電流Iδに変換する。周波数補償器23は、δ軸電流Iδの変動に応じて、圧縮機周波数指令値ω*を補償するための周波数補償量Δωを求める。周波数誤差演算部24は、圧縮機周波数指令値ω*から周波数補償量Δωを差し引いて、電圧ベクトルの一次角周波数ω1を求める。電圧指令演算部25は、一次角周波数ω1、γ軸電流指令値Iγ *、γ軸電流Iγ、δ軸電流Iδを用いて、圧縮機11の運転周波数が圧縮機周波数指令値ω*を満たすように圧縮機11を駆動するための電圧指令値Vγ *,Vδ *を制御演算式により求める。第2の座標変換部26は、電気角位相θmを用いて、電圧指令値Vγ *,Vδ *を制御電圧Vuvwに変換する。インバータ27は制御電圧Vuvwに基づいて3相電流Iu,Iv,Iwを圧縮機11に出力する。
The
以上説明したように、本実施の形態では、室内空気の湿度、室内空気の温度、圧縮機11の運転周波数、及び送風機2の回転数の数値範囲とそれらの数値範囲において前記圧縮機の運転効率が最も高くなるd軸電流の値が記述されたテーブル17を設けている。そして、その時点での条件に対応するd軸電流の値をテーブル17から読み出し、d軸電流がこの値を満たしつつ、圧縮機11の運転周波数が圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を圧縮機11に供給する。これにより消費電力が少ない効率的な運転を行うことができる。
As described above, in this embodiment, the humidity of the room air, the temperature of the room air, the operating frequency of the
実施の形態2.
図7は本発明の実施の形態2に係る制御部を示すブロック図である。実施の形態1のd軸電流決定部18と計時部20の代わりに、第1のd軸電流決定部28、第2のd軸電流決定部29、d軸電流選択部30、及び計時部31が設けられている。その他の構成は実施の形態1と同様である。
FIG. 7 is a block diagram showing a control unit according to
第1のd軸電流決定部28は、湿度センサ8による検出湿度、温度センサ9による検出温度、圧縮機周波数指令値、及び送風機回転数指令値に対応するd軸電流の値をテーブル17から読み出して第1のd軸電流指令値として出力する。
The first d-axis
第2のd軸電流決定部29は、q軸電流に対応するd軸電流を計算して第2のd軸電流指令値として出力する。d軸電流選択部30は、第1のd軸電流指令値と第2のd軸電流指令値の一方を選択して第3のd軸電流指令値として出力する。そして、実施の形態1と同様に、圧縮機駆動部19は、d軸電流が第3のd軸電流指令値を満たしつつ、圧縮機11の運転周波数が圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を圧縮機11に供給する。
The second d-axis
ここで、d軸電流選択部30が第2のd軸電流指令値を選択した場合、第1のd軸電流指令値を選択した場合に比べて、圧縮機11の運転効率が低くなり、圧縮機11のトルクは高くなる。そこで、第1のd軸電流指令値が変化した場合、d軸電流選択部30は、まずトルクが高くなる第2のd軸電流指令値を選択し、一定の時間経過してから運転効率が高くなる第1のd軸電流指令値を選択する。その遅延時間は計時部31により計時する。これにより、圧縮機11による冷媒の圧力の変化速度を向上させつつ、消費電力が少ない効率的な運転を行うことができる。
Here, when the d-axis
1 除湿機筐体、2 送風機、5 除湿部、8 湿度センサ、9 温度センサ、10 制御部、11 圧縮機、12 凝縮器、13 減圧装置、14 蒸発器、15 運転ランク決定部、16 送風機駆動部、17 テーブル、18 d軸電流決定部、19 圧縮機駆動部、28 第1のd軸電流決定部、29 第2のd軸電流決定部、30 d軸電流選択部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記除湿機筐体内に室内空気を吸い込んで乾燥空気を排出する気流を発生させる送風機と、
冷媒を圧縮する圧縮機を有し、前記冷媒を用いて前記室内空気に含まれる水分を除去して前記乾燥空気を生成する除湿部と、
前記室内空気の湿度を検出する湿度センサと、
前記室内空気の温度を検出する温度センサと、
前記送風機と前記除湿部を制御する制御部とを備え、
前記圧縮器の回転子の磁束方向成分の励磁電流成分がd軸電流であり、
前記制御部は、
設定条件に基づいて運転ランクを決定し、決定した前記運転ランクに対応する圧縮機周波数指令値と送風機回転数指令値を出力する運転ランク決定部と、
前記送風機の回転数が前記送風機回転数指令値を満たすように前記送風機を駆動する送風機駆動部と、
前記室内空気の湿度、前記室内空気の温度、前記圧縮機の運転周波数、及び前記送風機の回転数の数値範囲とそれらの数値範囲において前記圧縮機の運転効率が最も高くなるd軸電流の値が記述されたテーブルと、
前記湿度センサによる検出湿度、前記温度センサによる検出温度、前記圧縮機周波数指令値、及び前記送風機回転数指令値に対応するd軸電流の値を前記テーブルから読み出してd軸電流指令値として出力するd軸電流決定部と、
前記d軸電流が前記d軸電流指令値を満たしつつ、前記圧縮機の運転周波数が前記圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を前記圧縮機に供給する圧縮機駆動部とを備えることを特徴とする除湿機。 A dehumidifier housing;
A blower for generating an air current that sucks indoor air into the dehumidifier housing and discharges dry air;
A dehumidifying unit that includes a compressor that compresses a refrigerant, and generates the dry air by removing moisture contained in the room air using the refrigerant;
A humidity sensor for detecting the humidity of the indoor air;
A temperature sensor for detecting the temperature of the indoor air;
A control unit for controlling the blower and the dehumidifying unit;
The exciting current component of the magnetic flux direction component of the rotor of the compressor is a d-axis current,
The controller is
An operation rank determining unit that determines an operation rank based on setting conditions and outputs a compressor frequency command value and a blower rotation speed command value corresponding to the determined operation rank;
A blower drive unit that drives the blower so that the rotational speed of the blower satisfies the blower rotational speed command value;
The numerical value ranges of the humidity of the indoor air, the temperature of the indoor air, the operating frequency of the compressor, and the rotational speed of the blower, and the d-axis current value at which the operating efficiency of the compressor is highest in those numerical ranges. The described table,
The humidity detected by the humidity sensor, the temperature detected by the temperature sensor, the compressor frequency command value, and the d-axis current value corresponding to the blower rotation speed command value are read from the table and output as a d-axis current command value. a d-axis current determining unit;
A compressor driving unit that supplies a three-phase current to the compressor such that an operating frequency of the compressor satisfies the compressor frequency command value while the d-axis current satisfies the d-axis current command value. Dehumidifier characterized by.
前記除湿機筐体内に室内空気を吸い込んで乾燥空気を排出する気流を発生させる送風機と、
冷媒を圧縮する圧縮機を有し、前記冷媒を用いて前記室内空気に含まれる水分を除去して前記乾燥空気を生成する除湿部と、
前記室内空気の湿度を検出する湿度センサと、
前記室内空気の温度を検出する温度センサと、
前記送風機と前記除湿部を制御する制御部とを備え、
前記圧縮器の回転子の磁束方向成分の励磁電流成分がd軸電流であり、
前記励磁電流成分から90度位相の進んだトルク電流成分がq軸電流であり、
前記制御部は、
設定条件に基づいて運転ランクを決定し、決定した前記運転ランクに対応する圧縮機周波数指令値と送風機回転数指令値を出力する運転ランク決定部と、
前記送風機の回転数が前記送風機回転数指令値を満たすように前記送風機を駆動する送風機駆動部と、
前記室内空気の湿度、前記室内空気の温度、前記圧縮機の運転周波数、及び前記送風機の回転数の数値範囲とそれらの数値範囲において前記圧縮機の運転効率が最も高くなるd軸電流の値が記述されたテーブルと、
前記湿度センサによる検出湿度、前記温度センサによる検出温度、前記圧縮機周波数指令値、及び前記送風機回転数指令値に対応するd軸電流の値を前記テーブルから読み出して第1のd軸電流指令値として出力する第1のd軸電流決定部と、
前記q軸電流に対応するd軸電流を計算して第2のd軸電流指令値として出力する第2のd軸電流決定部と、
前記第1のd軸電流指令値と前記第2のd軸電流指令値の一方を選択して第3のd軸電流指令値として出力するd軸電流選択部と、
前記d軸電流が前記第3のd軸電流指令値を満たしつつ、前記圧縮機の運転周波数が前記圧縮機周波数指令値を満たすような三相電流を前記圧縮機に供給する圧縮機駆動部とを備えることを特徴とする除湿機。 A dehumidifier housing;
A blower for generating an air current that sucks indoor air into the dehumidifier housing and discharges dry air;
A dehumidifying unit that includes a compressor that compresses a refrigerant, and generates the dry air by removing moisture contained in the room air using the refrigerant;
A humidity sensor for detecting the humidity of the indoor air;
A temperature sensor for detecting the temperature of the indoor air;
A control unit for controlling the blower and the dehumidifying unit;
The exciting current component of the magnetic flux direction component of the rotor of the compressor is a d-axis current,
A torque current component whose phase is advanced by 90 degrees from the excitation current component is a q-axis current,
The controller is
An operation rank determining unit that determines an operation rank based on setting conditions and outputs a compressor frequency command value and a blower rotation speed command value corresponding to the determined operation rank;
A blower drive unit that drives the blower so that the rotational speed of the blower satisfies the blower rotational speed command value;
The numerical value ranges of the humidity of the indoor air, the temperature of the indoor air, the operating frequency of the compressor, and the rotational speed of the blower, and the d-axis current value at which the operating efficiency of the compressor is highest in those numerical ranges. The described table,
A d-axis current value corresponding to the humidity detected by the humidity sensor, the temperature detected by the temperature sensor, the compressor frequency command value, and the blower rotation speed command value is read from the table, and the first d-axis current command value is read. A first d-axis current determining unit that outputs as:
A second d-axis current determining unit that calculates a d-axis current corresponding to the q-axis current and outputs the calculated d-axis current as a second d-axis current command value;
A d-axis current selector that selects one of the first d-axis current command value and the second d-axis current command value and outputs it as a third d-axis current command value;
A compressor driving unit that supplies a three-phase current to the compressor such that an operating frequency of the compressor satisfies the compressor frequency command value while the d-axis current satisfies the third d-axis current command value; A dehumidifier.
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